Asteroiden

DERZEIT BEKANNTE ASTEROIDEN

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Asteroiden zählen zu den kleinsten Körpern in unserem Sonnensystem. Es würde lange dauern, sie zu zählen – zurzeit sind knapp eine Million bekannt! Jedoch sind nicht einmal ein Zehntel davon größer als 500 Meter. Jeden Monat werden tausende weitere entdeckt.

Sie gehören in die Kategorie der Kleinplaneten. Dazu gehören unter Anderem auch Kometen – eben alles im Sonnensystem, was zu klein ist, um ein Planet zu sein. Aufgrund ihrer geringen Größe sind die Asteroiden selten rund.

Die ersten Asteroiden wurden zwischen den Bahnen von Mars und Jupiter gefunden – dort, wo wir heute um den riesigen Asteroidengürtel wissen. Vorher hatte man einen weiteren Planeten an dieser Stelle vermutet. 

Eine nicht gängige Hypothese lautet sogar, dass es dort einmal einen Planeten gab. Dieser soll durch eine massive Kollision – ähnlich der zwischen der Erde und einem anderen Himmelskörper, woraus der Mond entstand – zerstört worden sein. Allerdings ist die Masse aller Objekte in diesem Gürtel viel zu gering, um einst einen Planeten geformt zu haben.

Der größte bekannte Asteroid heißt (2) Pallas. Er ist im Mittel 546 km groß. Da ein Asteroid nicht rund ist, wird sein Durchmesser an mehreren Stellen gemessen und der Mittelwert angegeben. Er wurde im Jahre 1802 als erster Asteroid gefunden.

Die Zahl vor dem Namen gibt die Reihenfolge der Entdeckung her. Heute muss dafür die Bahn des Himmelskörpers gesichert sein, sodass er jederzeit wieder zu finden ist. Früher musste er einfach nur entdeckt werden. Vor Pallas wurde noch Ceres gefunden – damals ein Asteroid, heute ein Zwergplanet.

Was ist ein Asteroid?

Begriff und Einteilung unter den Himmelskörpern

Das Wort “Asteroid” stammt aus dem Griechischen. Es bedeutet so viel wie “sternähnlich”. Bei der Beobachtung mit einem Teleskop erscheinen sie fast punktförmig – genau so wie ein ferner Stern.

Nicht alle kleinen Körper im Sonnensystem sind jedoch Asteroiden. Es werden nur diejenigen Asteroid genannt, die ihr Umlaufbahn innerhalb der Bahn von Neptun haben. Alle Objekte jenseits der Neptunbahn werden unter den Transneptunischen Objekten (TNO) zusammengefasst.

Oft werden sie auch synonym Kleinplaneten genannt. Das ist gar nicht so weit hergeholt, bewegen sie sich doch genau wie andere Planeten um die Sonne. Da sie so klein sind, sind sie auch recht leicht. Deswegen ist ihre Schwerkraft so gering, dass sie nicht annähernd wie eine Kugel aussehen. Unter dem Begriff Kleinplanet werden die TNO sowie die Asteroiden zusammengefasst.

Weiterhin gehören sie in die Kategorie der Kleinkörper, zusammen mit Kometen und Meteoroiden. Die Kometen lassen sich dabei sehr deutlich abspalten, da sie in der Nähe der Sonne ausgasen. Ein Meteoroid ist zwar kleiner als ein Asteroid, allerdings gibt es dabei keine festgelegte Grenze.

Zusammensetzung, Entstehung, Bahnen

Früher ging man davon aus, dass ein Asteroid aus massivem Gestein besteht. Tatsächlich ist die Dichte dieser Kleinkörper aber recht gering. Es handelt sich also viel mehr um lose zusammengesetztes Gestein. Der Asteroid wird durch die Schwerkraft zusammengehalten – solang er sich nicht zu schnell dreht. Dann würde die Fliehkraft den körper auseinander reißen.

Die Asteroiden sind nicht aus einem vorherigen Planeten entstanden, welcher durch einen Einschlag zerstört wurde. Dafür sind sie insgesamt einfach zu leicht. Sie werden auf ein Tausendstel der Masse der Erde geschätzt. Stattdessen sind sie genau die Überreste, die nicht mehr zu einem Planeten werden konnten. Daran gehindert hat sie wohl vor allem Jupiter – er nahm im jungen Sonnensystem am schnellsten an Masse zu. Seine Schwerkraft hat die Bildung eines größeren Brockens von Gestein – sei es nun ein Planet oder ein Zwergplanet – verhindert. Dank Jupiter sind die Asteroiden immer wieder miteinander zusammengestoßen und in Folge dessen zerbrochen.

Bei ihrer Entstehung wurden die größten Asteroiden teils stark erwärmt. Das liegt zum größten Teil am Zerfall von Aluminium-26. Die schweren Bestandteile wie Nickel oder Eisen wurden – obwohl die Schwerkraft sehr gering ist – in das Zentrum der Asteroiden gezogen. Silikate hingegen blieben außen und bildeten einen Mantel. Die großen Asteroiden zerbrachen zum Teil bei weiteren Zusammenstößen.

Anders als es bei Planeten der Fall ist, besitzen viele Asteroiden stark elliptische Bahnen. Zudem sind diese oft gegen die Ekliptik – die Ebene, in der die Planten kreisen – geneigt. Wegen ihrer elliptischen Bahn spricht man auch von Bahnkreuzern. Sie kreuzen auf ihrem Weg oftmals die Bahnen anderer Planeten. Auch hier entfaltet Jupiter seine Wirkung: Dank seiner Masse bewegen sich die Kleinkörper oftmals nur innerhalb oder nur außerhalb seiner Bahn.

Anhand der Ähnlichkeiten ihrer Bahn werden sie in Familien eingeteilt.

Asteroidengürtel

In diesem Bereich zwischen Mars und Jupiter gibt es besonders viele Asteroiden – deutlich mehr als die Hälfte von allen, die man kennt. Deswegen spricht man auch oft vom Hauptgürtel. Die Körper im Asteroidengürtel sind diejenigen mit den kreisförmigsten Bahnen und den kleinsten Neigungen unter den Asteroiden.

Der Asteroidengürtel lässt sich gut in drei Zonen aufteilen. Sie sind begrenzt durch Bahnresonanzen mit dem schweren Jupiter.

Innerer Hauptgürtel: Begrenzt durch die 4:1- und die 3:1-Resonanz. Hier gibt es meist silikatreiche Asteroiden.

Mittlerer Hauptgürtel: Hier befindet sich der Zwergplanet Ceres. Begrenzt ist der Bereich durch die 3:1- und die 5:2-Resonanz. Die Kleinkörper hier sind kohlenstoffhaltig.

Äußerer Hauptgürtel: Nach außen begrenzt durch die 2:1-Resonanz. Ein Asteroid an der äußeren Grenze bewegt sich also zwei mal um die Sonne, während Jupiter es in der gleichen Zeit einmal macht. Die Zusammensetzung der Körper hier ist gemischt – kohlenstoff- sowie silikathaltig.

Die Körper sind also nicht gleichmäßig im Hauptgürtel verteilt. Die Lücken, welche sich durch die Bahnresonanzen herausgebildet haben, sind so gut wie leer. Zwischen ihnen hingegen sammeln sich die Asteroiden regelrecht.

In der Geschichte wurden zuerst im Asteroidengürtel zahlreiche Körper gefunden. Das liegt unter anderem an seiner Nähe zur Erde. Sie wurden zu den Planeten gezählt, bis im Jahr 1851 die Bezeichnung “Asteroiden” auftrat. Damit wurde die Zahl der großen Planeten auf acht begrenzt. Der größte Körper im Asteroidengürtel – Ceres – war bis zum Jahr 2006 noch ein Asteroid. Dann wurde der Begriff “Zwergplanet” definiert und Ceres wird seitdem zu ihnen gerechnet. Der Asteroidengürtel besteht also aus einer Menge Asteroiden und einem Zwergplanet.

Man kann kein einziges Objekt aus dem Gürtel mit bloßem Auge sehen – bis auf Vesta. Sie ist der bei Weitem hellste Asteroid.

Asteroiden - gefährlich für die Erde?

Dringt ein Asteroid in die Atmosphäre der Erde ein, wird er Meteorit genannt.

Den Einschlägen von Meteoriten werden in der Geschichte der Erde viele Massensterben zugeordnet. Das letzte davon passierte vor rund 65 Millionen Jahren. Durch einen solchen Einschlag wurden sämtliche Dinosaurier ausgelöscht. Der Einschlagkrater befindet sich im heutigen Mittelamerika. Er wurde recht spät entdeckt, da er zum größten Teil unter Wasser liegt.

Das eigentliche Massensterben findet erst nach dem Einschlag statt. Die Dinosaurier in einigen dutzend km abstand vom Einschlag sind sicher sofort gestorben. Gründe dafür können die starke Druckwelle und die schlagartige Erwärmung sein.

Dabei wird allerdings auch sehr viel Staub aufgewirbelt. Er hat sich durch den Wind in der Atmosphäre verteilt. Nach der Hitze und den Bränden durch den Einschlag folgte eine enorme, jahrelange Kälte. Der Staub fängt die Sonnenstrahlen ab und am Erdboden bleibt es dunkel und kalt.

Durch dieses Ereignis sind ca. 60 Prozent der damaligen Lebewesen gestorben – entweder durch Hitze, Hunger oder Kälte.

Es ist nicht auszuschließen, dass so etwas erneut passiert. Es werden jederzeit neue Asteroiden entdeckt und ihre Bahnen bestimmt. Darunter befinden sich auch viele Risikokandidaten. Einer von ihnen ist bereits vielen bekannt – Apophis. Er wird uns im Jahre 2029 am nächsten kommen. Die Chance eines Einschlags beträgt in etwa eins zu 250.000. Diese Zahl kann sich im Laufe der Zeit ändern. Und das hat sie auch getan. So lag sie Ende 2004 bei eins zu 37.

Auch in der Neuzeit gab es bereits Einschläge – und in der Luft explodierte Meteoriten. Ein solcher könnte die Ursache des Tunguska-Ereignis im Jahre 1908 sein. Auch die Explosion über Tscheljabinsk im Jahre 2013 geschah durch einen Meteorit. Das Ereignis wurde vielfach mit Kameras aus dem Auto aufgenommen.

Oftmals passiert es auch, dass gefährliche Asteroiden erst im Nachhinein entdeckt werden – wenn sie sich schon wieder von der Erde entfernen. Verbesserte Methoden zur Auffindung der Asteroiden sind deswegen dringend nötig.

Uns bekannte Asteroiden

Seit etwas mehr als 200 Jahren sind die ersten Asteroiden bekannt. Mit der Zeit wurden immer mehr und vor allem immer kleinere gefunden. Zurzeit kennt man etwa eine Million. Viele davon sind kleine, unbedeutende Haufen Schutt. Der breiten Masse bekannt werden vor allem diejenigen, die uns zum Verhängnis werden könnten.

Bis auf Vesta ist kein Asteroid von der Erde aus sichtbar. Selbst mit einem guten Teleskop muss man geübt sein, um die kleinen Körper ausfindig zu machen.

Ceres

Eigentlich kein Asteroid, aber das zuerst gefundene Objekt im Hauptgürtel. Da sie einer Kugel einigermaßen ähnlich sieht, zählt sie seit 2006 zu den Zwergplaneten. Sie ist fast 1000 km groß. Entdeckt wurde sie Im Jahre 1801 von Giuseppe Piazzi. Mit Hilfe einer damals neuen mathematischen Methode von Gauß konnte ihre Bahn weiter verfolgt werden. Sie kann bei gutem Wetter auch am Nachthimmel sichtbar sein. Wäre ihre dicke Hülle aus Eis nicht von Staub bedeckt, wäre sie noch deutlich heller.

Pallas

im Jahre 1802 wurde der größte Asteroid Pallas gefunden. im Mittel ist sie 546 km groß. zwar wirkt sie recht kugelig, ist aber durch Zusammenstöße deformiert. Deswegen zählt sie nicht zu den Zwergplaneten. Ihre Bahn wurde damals als “zu ähnlich” mit der Bahn von Ceres angesehen. Pallas motivierte damit die nur zwei Jahre vorher entstandene “Himmelspolizey”, diese Umlaufbahnen nach weitern Körpern zu durchforsten.

Juno

Bereits 1804 wurde Juno gefunden. Sie ist 257 km groß. Auch ihre Bahn wurde von Gauß berechnet.

Vesta

Mit 516 km ist Vesta der zweitgrößte Asteroid. Allerdings ist sie der schwerste Asteroid, also deutlich dichter als Pallas. Sie wurde 1807 von Heinrich Wilhelm Olbers in Bremen gefunden. Bis zur Entdeckung des nächsten Asteroiden sollte es dann noch 38 Jahre dauern.

Eros

Er ist im Mittel nur 19 km groß. Allerdings landete auf ihm erstmalig eine Sonde. im Jahr 2000 bekam Eros von der Sonde NEAR Shoemaker Besuch. Sie fotografierte Krater, Rillen und Spalten in Eros. Diese rühren von heftigen Zusammenstößen her. Der größte Krater ist 10 km groß.

Schon gewusst?

Man könnte meinen, eine Raumfahrt durch den Asteroidengürtel sei gefährlich. Immerhin befinden sich dort über 600.000 Objekte mit Größen zwischen wenigen Metern und vielen km. Allerdings sind diese auf einem riesigen Raum verteilt. Tatsächlich muss der Kurs einer Sonde sehr aufwändig und genau berechnet werden, um einen Asteroid zu treffen. Das einfache durchqueren des Gürtels ist bisher nie ein Problem gewesen.

Die Kurse von Asteroiden sind im Voraus berechenbar. Risikokandidaten wie Apophis werden besonders genau beobachtet. Stünde ein Zusammenstoß bevor, muss ein Asteroid von seiner Bahn abgelenkt werden. Eine Sprengung hätte zur Folge, dass die Erde von zahlreichen kleinen Körpern bombardiert wird. zwar verdampfen sie leichter in der Atmosphäre, allerdings würden Satelliten deutlich wahrscheinlicher getroffen werden. Deswegen wäre eine Ablenkung das Mittel der Wahl. Dafür kann z.B. eine Sonde auf dem Asteroiden landen. Dann kann er mit kleinen Düsentriebwerken aus seiner Bahn gelenkt werden.